JP5998525B2

JP5998525B2 - 集中配電部材

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Publication number: JP5998525B2
Application number: JP2012049725A
Authority: JP
Inventors: 和彦冨田; 健一江上; 渡辺　和之; 和之渡辺
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2032-03-06
Also published as: JP2013187964A

Description

本発明は、電動機の複数のティースに巻き回されたコイルに給電する集中配電部材に関する。

従来、インバータからの電流をモータのコイルに給電するための集中配電部品が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の集中配電部品は、導体の外周が電気絶縁膜によって絶縁被覆されている複数の環状導体と、複数の環状導体をその軸方向に沿って相互に間隔を空けて保持する樹脂製の保持部材とを備えるものである。

特開２００８−１０９７１８号公報

特許文献１に記載の集中配電部品は、導体の外周を電気絶縁膜によって絶縁被覆するため、集中配電部品の製造に際して、導体を絶縁体被覆する工程及び電気絶縁膜を部分的に除去して導体を露出させる工程が必要となる。

また、環状導体として絶縁被覆されていない導体のみを用いた場合には、この導体に流れる電流が保持部品の表面を伝わることによって他の環状導体に流れる電流に影響を及ぼす可能性がある。この問題を解決するために、保持部材における環状導体の間隔を広げて環状導体間の距離を十分にとった場合には、集中配電部品が軸方向に大型化してしまう。

そこで、本発明は、環状導電体として絶縁体被覆されていない導体を用いながら、大型化を抑制することが可能な集中配電部材を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、複数相のコイルに対して集配電を行う導電材料からなる複数の環状導電体と、前記複数の環状導電体の周方向に沿った複数箇所に配置され、前記複数の環状導電体が同心状に並べられた状態で前記複数の環状導電体を保持する複数の保持部材とを備え、前記保持部材は、前記複数の環状導電体をそれぞれ挿通させる複数の本体部挿通孔を有する本体部と、前記本体部の側面から前記環状導電体に沿って突出し、前記本体部挿通孔と連通する突起挿通孔を有することにより前記環状導電体の外周側を覆う筒状突起と、を有し、前記本体部及び前記筒状突起は、樹脂による一体成型品である集中配電部材を提供する。

また、前記保持部材は、前記本体部における前記環状導電体の周方向の両側面に、互いに隣り合う環状導電体のうち少なくとも一方に対応して前記筒状突起を有していてもよい。

また、前記保持部材は、前記本体部における前記環状導電体の周方向の両側面に、前記複数の環状導電体のうち全ての環状導電体に対応して前記筒状突起を有していてもよい。

また、前記筒状突起は、前記突起挿通孔における内面が前記環状導電体の外周面に接していてもよい。

本発明に係る集中配電部材によれば、環状導電体として絶縁体被覆されていない導体を用いながら、大型化を抑制することが可能となる。

第１の実施の形態に係る集中配電部材を示す斜視図である。保持部材を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は右側面図である。（ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、保持部材に保持された環状導体と共に示す図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。筒状突起を有しない保持部材を備えた集中配電部材を示す斜視図である。保持部材を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は右側面図である。第２の実施の形態に係る集中配電部材の保持部材を示す図である。第３の実施の形態に係る集中配電部材の保持部材を示す図である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態に係る集中配電部材の一構成例を図１〜３を参照して説明する。

図１は、本実施の形態に係る集中配電部材１を示す斜視図である。

集中配電部材１は、インバータから出力される駆動電流を電動機の複数のティースに巻き回されたコイル（図示しない）のＵ相，Ｖ相，Ｗ相に対して集配電を行ものであり、第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３と、複数の保持部材２とを備えている。

第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３は、円形断面の金属材料からなる導電体を円環状に曲げ加工したものである。導電体は、例えば、銅からなる。第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３は、その外周に絶縁被膜等の絶縁体を有しない所謂裸電線である。なお、以下の説明において、集中配電部材１における第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３の軸方向を単に「軸方向」ということがある。また、同じく第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３の径方向，周方向を単に「径方向」，「周方向」ということがある。

第１の環状導電体１１は、周方向に沿って所定の角度（本実施の形態では６０°）ごとに径方向の内側に向かってＵ字状に屈曲されて突出する屈曲部１１ａが曲げ加工によって形成されている。同様に、第２，第３の環状導電体１２，１３にも周方向に沿って所定の角度（本実施の形態では６０°）ごとに径方向の内側に向かってＵ字状に屈曲されて突出する屈曲部１２ａ，１３ａが曲げ加工によって形成されている。

第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３は、電動機とインバータ（図示しない）との間で、電流を電動機のＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各コイル（図示しない）にそれぞれ配電及び給電する。第１の環状導電体１１には、屈曲部１１ａを介して６つのＵ相のコイルの引き出し線が接続される。第２の環状導電体１２には、屈曲部１２ａを介して６つのＶ相のコイルの引き出し線が接続される。また、第３の環状導電体１３には、屈曲部１３ａを介して６つのＷ相のコイルの引き出し線が接続される。

第１の環状導電体１１の両端部は、軸方向に突出しており、Ｕ相の給電端子３１ａが圧着されている。同様に、第２及び第３の環状導電体１２，１３の両端部は、軸方向に突出し、Ｖ相及びＷ相の給電端子３２ａ，３３ａが圧着されている。第１の環状導電体１１の軸方向に突出した両端部は、Ｕ相の給電保持部材２Ｕに保持されている。同様に、第２，３の環状導電体１２，１３の軸方向に突出した両端部は、Ｖ相，Ｗ相の給電保持部材２Ｖ，２Ｗに保持されている。給電端子３１ａ，３２ａ，３３ａは、それぞれがインバータの側の電源供給を行う端子（図示しない）と接続される。

第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３は、その軸方向に沿って同心円状に平行に並べられた状態で、電気絶縁性を有するモールド樹脂からなる複数の保持部材２によって保持されている。

各保持部材２は、第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３の周方向に沿った複数箇所に配置され、隣り合う屈曲部１１ａ，１２ａ，１３ａ同士の間に１つずつ配置されている。すなわち、保持部材２は、第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３の周方向に沿って一定の角度（本実施の形態では２０°）ごとに配置されている。

次に、図２，図３を参照して保持部材２の詳細について説明する。図２は、保持部材２を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は右側面図である。図３（ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図３（ｂ）は、保持部材２に保持された環状導電体１１，１２，１３と共に示す図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

各保持部材２は、第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３を挿通させる本体部２０と、本体部２０の周方向の両端部における両側面２０ａ，２０ｂから第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３に沿って突出する複数の円筒状の筒状突起２１，２２，２３とを一体に有する。両側面２０ａ，２０ｂは、第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３の軸方向を長手方向とする。筒状突起２１，２２，２３は、両側面２０ａ，２０ｂの長手方向に沿って一列に配置されている。

本体部２０は、第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３をそれぞれ挿通させる複数の本体部挿通孔２０１，２０２，２０３を有している。本体部挿通孔２０１，２０２，２０３の径は、第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３の外径と同一であり、本体部挿通孔２０１，２０２，２０３における本体部２０の内面２０１ａ，２０２ａ，２０３ａが環状導電体１１，１２，１３の外周面に接している。

筒状突起２１，２２，２３は、第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３の外周側をそれぞれ覆う突起挿通孔２１０，２２０，２３０を有している。本体部挿通孔２０１と突起挿通孔２１０、本体部挿通孔２０２と突起挿通孔２２０、及び本体部挿通孔２０３と突起挿通孔２３０は、それぞれ互いに連通している。

本実施の形態では、突起挿通孔２１０，２２０，２３０の径が第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３の外径と同一であり、突起挿通孔２１０，２２０，２３０における筒状突起２１，２２，２３の内面２１０ａ，２２０ａ，２３０ａが環状導電体１１，１２，１３の外周面に接している。これにより、筒状突起２１，２２，２３は、突起挿通孔２１０，２２０，２３０における本体部２０の内面２１０ａ，２２０ａ，２３０ａで環状導電体１１，１２，１３を保持している。

各筒状突起２１，２２，２３は、側面２０ａ，２０ｂ上で互いに連なることなく、第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３の軸方向に所定の間隔をあけて互いに離間している。

本実施の形態では、本体部挿通孔２０１，２０２，２０３における本体部２０の内面２０１ａ，２０２ａ，２０３ａと突起挿通孔２１０，２２０，２３０における筒状突起２１，２２，２３の内面２１０ａ，２２０ａ，２３０ａとが、同じ内径に形成されている。つまり、第１の環状導電体１１は、その外周面が本体部挿通孔２０１における本体部２０の内面２０１ａ及び突起挿通孔２１０における筒状突起２１，２２，２３の内面２１０ａに接して保持される。第２の環状導電体１２は、その外周面が本体部挿通孔２０２における本体部２０の内面２０２ａ及び突起挿通孔２２０における筒状突起２１，２２，２３の内面２２０ａに接して保持される。第３の環状導電体１３は、その外周面が本体部挿通孔２０３における本体部２０の内面２０３ａ及び突起挿通孔２３０における筒状突起２１，２２，２３の内面２３０ａに接して保持される。

保持部材２の本体部２０及び筒状突起２１，２２，２３は、樹脂成型によって一体に形成される。第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３は、保持部材２のモールド成形により保持部材２の本体部２０及び筒状突起２１，２２，２３に保持されている。つまり、第１〜第３の環状導電体１１，１２，１３が保持部材２のモールド成形時に一緒にモールドされることによって本体部挿通孔２０１，２０２，２０３及び突起挿通孔２１０，２２０，２３０が形成される。

図３（ｂ）に示すように、電気絶縁性を有する保持部材２の側面２０ａ，２０ｂにおいて、隣り合う環状導電体１１，１２，１３間の最短距離を空間距離Ｄ_１、隣り合う環状導電体１１，１２，１３間の保持部材２の表面に沿った距離を沿面距離Ｄ_２とすると、空間距離Ｄ_１と沿面距離Ｄ_２は同一ではなく、沿面距離Ｄ_２が空間距離Ｄ_１よりも長い。この場合の沿面距離Ｄ_２は、空間距離Ｄ_１よりも、筒状突起２１，２２，２３の側面２０ａ，２０ｂからの高さｈの分だけ長くなる。本実施の形態では、環状導電体１１，１２，１３の全てに対応して筒状突起２１，２２，２３が形成されているので、沿面距離Ｄ_２は、空間距離Ｄ_１よりも高さｈ×２の分だけ長い（Ｄ_２＝Ｄ_１＋ｈ×２）。

環状導電体１１，１２，１３間の電気絶縁を確実に行うためには、空気よりも保持部材２の沿面の方が電気が伝わりやすいので、空間距離Ｄ_１のみならず、沿面距離Ｄ_２を十分にとる必要がある。本実施の形態では、第１の環状導電体１１と第２の環状導電体１２との間の沿面距離Ｄ_２が筒状突起２１，２２によって長くなり、第１の環状導電体１１と第２の環状導電体１２との間の高い絶縁性が確保される。同様に、第２の環状導電体１２と第３の環状導電体１３との間の沿面距離Ｄ_２が筒状突起２２，２３によって長くなり、第２の環状導電体１２と第３の環状導電体１３との間の高い絶縁性が確保される。

ここで、図４，図５を参照して保持部材に筒状突起が形成されていない場合を比較例として挙げる。図４は、筒状突起を有しない保持部材４を備えた集中配電部材１Ａを示す斜視図である。図５は、保持部材４を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は右側面図である。

図４，図５に示すように、この比較例に係る保持部材４は、第１の実施の形態における保持部材２の筒状突起２１，２２，２３に相当する構成を有していない。この保持部材４では、空間距離Ｄ_３が沿面距離Ｄ_４と同一となる。

この比較例において、沿面距離Ｄ_４が本実施の形態に係る保持部材２の沿面距離Ｄ_２と同じ距離となるようにすると、環状導電体１１，１２，１３間の距離を大きくする必要がある。よって、比較例における保持部材４の挿通孔４１０と挿通孔４２０、及び挿通孔４２０と挿通孔４３０の間隔は本実施の形態の保持部材２の本体部挿通孔２０１と本体部挿通孔２０２、及び本体部挿通孔２０２と本体部挿通孔２０３の間隔よりも広くなっている。換言すると、本実施の形態に係る集中配電部材１における環状導電体１１，１２，１３間の軸方向の距離は、比較例のように保持部材４に環状突起を設けない場合と比較して狭くなっている。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下に述べる作用及び効果が得られる。

（１）本実施の形態に係る集中配電部材１は、保持部材２が筒状突起２１，２２，２３を有することによって、比較例の保持部材４のように筒状突起を有しない場合と比較して、環状導電体１１，１２，１３間の距離の増大を抑制しながら、環状導電体１１，１２，１３間の沿面距離を確保することができる。すなわち、比較例に係る集中配電部材１Ａの保持部材４に比較して、保持部材２の軸方向の長さを短くしたとしても、環状導電体１１，１２，１３間の高い絶縁性を実現することができる。よって、環状導電体１１，１２，１３として絶縁被覆されていない導体を用いながら、集中配電部材１の大型化を抑制することができる。

（２）集中配電部材１の環状導電体は絶縁被膜を設けないため、絶縁被膜を設けるためのコスト及び製造に要する時間を削減することができる。また、環状導電体とコイルの引き出し線等とを電気的に接続するときに、環状導電体の絶縁体被膜を除去する工程を削減することができるので、さらにコスト及び製造に要する時間を削減することができる。

（３）保持部材２が筒状突起２１，２２，２３を有することによって、環状導電体１１，１２，１３を保持する保持剛性を高めることができる。つまり、筒状突起２１，２２，２３が形成されている保持部材２と、筒状突起を有しない比較例に係る保持部材４とを同量の樹脂で形成したとすると、保持部材２では、隣り合う筒状突起２１，２２，２３の間は樹脂が使用されておらず、その分だけ筒状突起２１，２２，２３を周方向に長くすることができる。よって、保持部材２における環状導電体１１，１２，１３を保持する部分の周方向の長さは、保持部材４における環状導電体１１，１２，１３を保持する部分の周方向の長さよりも長くすることができる。ゆえに、保持部材２が筒状突起２１，２２，２３を有することによって、環状導電体１１，１２，１３を保持する保持剛性を高めることができる。

[第２の実施の形態]
次に、本発明の第２の実施の形態について図６を参照して説明する。図６は、第２の実施の形態に係る集中配電部材の保持部材２Ａを示す図である。

第１の実施の形態では、筒状突起２１，２２，２３が第１〜第３環状導電体１１，１２，１３のそれぞれに対して形成されている場合について説明したが、本実施の形態では、筒状突起の配置が異なっている。これ以外の構成は、第１の実施の形態に係る集中配電部材１と同様であるので、第１の実施の形態について説明したものと機能が共通する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

保持部材２Ａは、第１の環状導電体１１を挿通する筒状突起２１と、第３の筒状突起２３とを本体部２０の両側面２０ａ，２０ｂに有しているが、第１の実施の形態に係る保持部材２における筒状突起２２を有していない。

第１の環状導電体１１と第２の環状導電体１２は、本体部２０の突起挿通孔２１０，２３０と筒状突起２１，２３の本体部挿通孔２０１，２０３とをそれぞれ挿通する。保持部材２の第２の環状導電体１２が挿通される部分には筒状突起が形成されておらず、第２の環状導電体１２は、本体部２０の本体部挿通孔２０２のみを挿通する。第１の環状導電体１１及び第３の環状導電体は、本体部挿通孔２０１，２０３と突起挿通孔２１０，２３０とによって保持される。また、第２の環状導電体１２は、本体部挿通孔２０２によって保持される。

第１の環状導電体１１と第２の環状導電体１２との間の沿面距離Ｄ_６は、筒状突起２１によって筒状突起２１の高さｈの分だけ長く、これにより第１の環状導電体１１と第２の環状導電体１２との間の絶縁性が確保されている。同様に、第２の環状導電体１２と第３の環状導電体１３との間の沿面距離Ｄ_６は、筒状突起２３の高さｈの分だけ長く、これにより第２の環状導電体１２と第３の環状導電体１３との間の絶縁性が確保されている。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態について説明したものと同様の作用及び効果を得ることができる。

[第３の実施の形態]
次に、本発明の第２の実施の形態について図７を参照して説明する。図７は、第３の実施の形態に係る集中配電部材の保持部材２Ｂを示す図である。

保持部材２Ｂは、第２の環状導電体１２を挿通する筒状突起２２を本体部２０の両側面２０ａ，２０ｂに有している。第２の環状導電体１２は、本体部２０の突起挿通孔２２０と筒状突起２２の本体部挿通孔２０２とをそれぞれ挿通する。保持部材２の第１の環状導電体１１と第３の環状導電体１３とが挿通される部分には筒状突起が形成されておらず、第１の環状導電体１１と第３の環状導電体とは、それぞれ本体部２０の本体部挿通孔２０１，２０３のみを挿通する。第２の環状導電体１１は本体部挿通孔２０２と突起挿通孔２２０とによって保持される。第１の環状導電体１１と第３の環状導電体１３とは、本体部挿通孔２０１，２０３によってそれぞれ保持される。

第１の環状導電体１１と第２の環状導電体１２との間の沿面距離Ｄ_８は、筒状突起２２の高さｈの分だけ長く、これにより第１の環状導電体１１と第２の環状導電体１２との間の絶縁性が確保されている。同様に、第２の環状導電体１２と第３の環状導電体１３との間の沿面距離Ｄ_８は、筒状突起２２の高さｈの分だけ長く、これにより第２の環状導電体１２と第３の環状導電体１３との間の絶縁性が確保されている。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、環状導電体を３本としたが、環状導電体は２本以上であれば何本であってもよい。

また、筒状突起の形状が円筒状であるとしたが、この形状に限られるものでなく、環状導電体間の沿面距離を長くでき、環状導電体を保持できる形状であればよい。例えば、筒状突起は直方体状で中心に挿通孔を有する形状であってもよい。

また、筒状突起が一方の側面２０ａと他方の側面２０ｂとで対称となるように形成されている場合について説明したが、これに限らず、筒状突起は、互いに隣り合う環状導電体のうち少なくとも一方に対応して形成されていればよい。

更に、上記実施の形態では、突起挿通孔２１０，２２０，２３０における筒状突起２１，２２，２３の内面２１０ａ，２２０ａ，２３０ａが環状導電体１１，１２，１３の外周面に接しているが、突起挿通孔２１０，２２０，２３０と環状導電体１１，１２，１３との間に隙間を有していてもよい。このようにすることで、沿面距離を更に長くすることができるという効果がある。

１，１Ａ…集中配電部材、２，４…保持部材、２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ…給電保持部材、１１…第１の環状導電体、１２…第２の環状導電体、１３…第３の環状導電体、１１ａ，１２ａ，１３ａ…屈曲部、２０…本体部、２０ａ，２０ｂ…側面、２１，２２，２３…筒状突起、２０１，２０２，２０３，４１０，４２０，４３０…挿通孔、２０１ａ，２０２ａ，２０３ａ…内面、２１０，２２０，２３０…突起挿通孔２１０ａ，２２０ａ，２３０ａ…内面、３１ａ，３２ａ，３３ａ…給電端子

Claims

複数相のコイルに対して集配電を行う導電材料からなる複数の環状導電体と、
前記複数の環状導電体の周方向に沿った複数箇所に配置され、前記複数の環状導電体が同心状に並べられた状態で前記複数の環状導電体を保持する複数の保持部材とを備え、
前記保持部材は、
前記複数の環状導電体をそれぞれ挿通させる複数の本体部挿通孔を有する本体部と、
前記本体部の側面から前記環状導電体に沿って突出し、前記本体部挿通孔と連通する突起挿通孔を有することにより前記環状導電体の外周側を覆う筒状突起と、
を有し、
前記本体部及び前記筒状突起は、樹脂による一体成型品である
集中配電部材。
前記保持部材は、前記本体部における前記環状導電体の周方向の両側面に、互いに隣り合う環状導電体のうち少なくとも一方に対応して前記筒状突起を有する
請求項１に記載の集中配電部材。
前記保持部材は、前記本体部における前記環状導電体の周方向の両側面に、前記複数の環状導電体のうち全ての環状導電体に対応して前記筒状突起を有する
請求項１に記載の集中配電部材。
前記筒状突起は、前記突起挿通孔における内面が前記環状導電体の外周面に接している
請求項１乃至３の何れか１項に記載の集中配電部材。